Rotējošas mašīnas vārpstas nobīdes izpratne
Vārpstas nobīde ir stāvoklis, kad divu vai vairāku savienotu vārpstu rotācijas ass nav vienā līnijā, mašīnai darbojoties normālos ekspluatācijas apstākļos. Papildus nelīdzsvarotība, tas ir viens no visbiežākajiem iemesliem, kāpēc iekārtas priekšlaicīgi sabojājas, tādējādi palielinot vibrācija, sabojājot gultņus un blīvējumus, kā arī izšķērdējot enerģiju. Precīzas izvietošanas mērķis ir panākt, lai vārpstu ass līnijas būtu pēc iespējas tuvāk vienā līnijā, ievērojot noteiktu pielaidi, pie tās temperatūras un slodzes, kādā iekārta faktiski darbojas.
1. Nesakritības veidi
Neatbilstība tiek iedalīta divos galvenajos veidos, lai gan vairumā reālās pasaules gadījumu ir abu kombinācija.
Paralēlais novirzījums (novirze)
Paralēlais novirzījums rodas, ja abu vārpstu ass līnijas ir paralēlas viena otrai, bet atrodas zināmā attālumā viena no otras. Iedomājieties, ka viena vārpsta atrodas augstāk vai zemāk par otru (vertikāls novirzījums) vai ir nobīdīta uz vienu pusi (horizontāls novirzījums). Ass līnijas nekad nesaskaras; tās vienkārši stiepjas viena blakus otrai.
Leņķiskā nobīde
Leņķiskais nobīde rodas, ja abi vārpsti atrodas leņķī viens pret otru. To centrālās līnijas krustojas pie savienojuma, taču neatrodas uz vienas līnijas, tādējādi pie savienojuma veidojas „starpība”, kas vienā pusē ir platāka nekā otrā.
Kombinēta novirze
Praksē visbiežāk sastopamais scenārijs ir šāds: vārpstām vienlaikus ir gan paralēlais nobīdes, gan leņķiskais nobīdes. Reālās iekārtās gandrīz nekad nav novērojams tikai viens no šiem nobīdes veidiem, tāpēc izlīdzināšana tiek veikta vienlaikus gan vertikālajā, gan horizontālajā plaknē.
2. Nevienādojuma vibrācijas raksturlielumi
Neatbilstība rada ļoti izteiktu pazīmi, ko analītiķis var pamanīt FFT spectrum:
- Galvenais rādītājs (2×): klasiskais pazīme ir liela amplitūdas maksimums tieši 2× rotācijas ātrums (2. kārtas). Disbalansa radītās spēkas iedarbojas uz vārpstām un sakabe līdz diviem lieces cikliem vienā apgriezienā, tādējādi enerģija koncentrējas divreiz darba ātrums.
- Spēcīgas aksiālās vibrācijas: nepareiza savienojuma dēļ bieži rodas spēcīga aksiālā vibrācija (paralēli vārpstai). Augsts 2× maksimums aksiālajā virzienā ir viens no visizteiktākajiem rādītājiem.
- Citi harmoniskie svārstību komponenti (1×, 3×, 4×): lai gan 2× ir galvenais faktors, novirzes var ietekmēt arī 1× komponenti, un smagos gadījumos — jo īpaši paralēlas novirzes — rodas lielāks harmonikas piemēram, 3× un 4×.
- Savienojumam raksturīgās frekvences: daži savienojumi, ja tie ir nolietojušies vai tiek pakļauti slodzei sakarā ar nesakritību, rada vibrācijas savās raksturīgajās frekvencēs.
Spektrs, kurā redzams 2× pīķis, kas ir 50 % vai vairāk no 1× pīķa, it īpaši, ja tam pievienojas spēcīgas aksiālās svārstības, ir tipisks nesaskaņotības gadījums. Tā kā 1× komponente var būt paaugstināta, nesaskaņotību viegli sajaukt ar nelīdzsvarotību; izšķirošie rādītāji ir 2× pīķa relatīvais lielums un aksiālā rādījuma stiprums. Diagnozes apstiprināšana ar fāze Mērījumi visā savienojuma garumā novērš neskaidrību — nepareizi savienotām mašīnām parasti novēro aptuveni 180° lielu aksiālo fāžu nobīdi starp savienojuma vienu un otru pusi.
3. Izplatītākie iemesli, kāpēc rodas novirzes
Neatbilstība var pastāvēt jau no uzstādīšanas brīža vai izveidoties pakāpeniski ekspluatācijas laikā.
- Nepareiza uzstādīšana: visbiežākais iemesls ir vienkārši nepietiekama precizitāte, veicot iekārtas sākotnējo uzstādīšanu.
- Siltuma pieaugums: kad iekārtas sasilst no apkārtējās vides temperatūras līdz darba temperatūrai, to detaļas izplešas. Motors var kļūt garāks vai sūkņa korpuss var uzpūsties, izjaucot vārpstu savstarpējo izvietojumu. Pareizi veiktā aukstā izvietojuma regulēšana apzināti nobīdīs iekārtas tā, lai tās uz izlīdzināšana, kad ir uzkarsusi — tieši tāpēc termiskās izplešanās kompensācija ir iekļauts mērķa rādītājos.
- Pipe strain: spiediens, kas rodas nepietiekami nostiprinātās ieplūdes vai izplūdes cauruļvados, var izraisīt sūkņa vai kompresora novirzīšanos no pareizā savienojuma ar piedziņas mehānismu — tā ir ļoti izplatīta problēma pārstrādes rūpniecībā.
- Fonda jautājumi: vājš vai plaisājošs pamats vai nepietiekami nostiprināti stiprinājuma skrūves laika gaitā var izraisīt iekārtas novirzīšanos. Nepietiekama pamatu stingrība arī ļauj izvietojumam novirzīties slodzes ietekmē.
- Mīksta pēda: stāvoklis, kad viena stiprinājuma kāja nepieskaras pamatnei ar visu platumu, kā rezultātā, pievelkot skrūves, tiek izliekts vai deformēts mašīnas rāmis. Mīksta pēda tas ir jālabo, lai izlīdzinājums noturētos.
4. Kāpēc ir ļoti svarīgi novērst nevienmērīgu izvietojumu
Mašīnas ekspluatācija ar nepareizu izvietojumu rada nopietnas sekas:
- Gultņu un blīvju bojājumi: lielās cikliskās slodzes uz vārpstām tiek tieši pārnestas uz gultņiem un blīvēm, izraisot to priekšlaicīgu nolietošanos — tas ir bieži sastopams galvenais iemesls atkārtotām gultņu defekti.
- Savienojuma defekts: Savienojumi pēc konstrukcijas ir paredzēti nelielam novirzienam, taču pārāk liels novirziens izraisa to ātru nolietošanos un bojājumus.
- Shaft fatigue: atkārtota vārpstu liecēšana var izraisīt nogurums plaisas un var izraisīt šahtas sabrukumu.
- Palielināts enerģijas patēriņš: ievērojama daļa enerģijas tiek iztērēta siltuma un vibrāciju veidā, nevis noderīga darba veikšanai.
5. Izvietojuma korekcija un pārbaude
Precīza izlīdzināšana — izmantojot rādītājindikatorus vai lāzera vārpstas izlīdzināšana sistēmas — ir jebkuras efektīvas uzticamības un apkopes programmas stūrakmens. Korekciju parasti veic, pievienojot vai noņemot kalibrētus starplikus zem kājām un pārvietojot iekārtu horizontāli, nepieciešamos pārvietojumus aprēķinot pēc izmērītā novirzes un leņķa; a starpikļa biezuma aprēķinātājs pārvērš indikatora rādījumus precīzā starpliku kopumā katram pēdai, un novirzes pielaide Šis rādītājs apstiprina, vai rezultāts ir pieņemams attiecībā uz ātrumu.
Darbs nebeidzas ar savienojuma izveidi. Pēc izlīdzināšanas iekārta ir jāpārbauda atkārtoti, veicot vibrāciju mērījumus, lai pārliecinātos, ka 2× maksimālā un aksiālā vibrācija ir samazinājusies. Šajā posmā tiek izmantots portatīvs divkanālu vibrācijas analizators such as the Balanset-1A ir nenovērtējams: tas fiksē stāvokli pirms un pēc korekcijas, kā arī savstarpējās mijiedarbības fāzi, apliecinot, ka korekcija patiešām ir samazinājusi nesakritības spēkus, nevis vienkārši tos pārvietojusi. Tā kā nelīdzsvarotība un nesakritība bieži vien pastāv vienlaikus, ar to pašu instrumentu var izlīdzināt jebkādu atlikušo 1× par lauka balansēšana tad, kad saistība ir pierādīta — kopējo nopietnību vērtējot, ņemot vērā mūsdienu ISO 20816-3 robežvērtības (standarts, kas aizstāja ISO 10816-3).
